Monitoramento das emissões de gases de efeito estufa em estações de tratamento de águas residuais

Avaliação das emissões de CH₄ e N₂O com base no monitoramento em tempo real.

Os analisadores de gases de alta precisão da HORIBA, disponíveis em diversos modelos, desde estacionários a portáteis, contribuem para a proteção ambiental e a mitigação das emissões de GEE (gases de efeito estufa) por meio da quantificação das emissões de N₂O e CH₄ em estações de tratamento de efluentes.

As estações de tratamento de águas residuais (ETARs) são uma fonte significativa de emissões de gases de efeito estufa (GEE). Os principais GEE de preocupação são o metano (CH₄) e o óxido nitroso (N₂O). O CH₄ dissolvido no efluente é liberado para a atmosfera durante o processo de aeração* ^¹. Outras etapas do tratamento de águas residuais que podem gerar emissões de CH₄ incluem lagoas de estabilização a céu aberto e espessadores de lodo por gravidade. As emissões de N₂O ocorrem principalmente durante os processos de aeração e nitrificação-desnitrificação quando as condições operacionais não são otimizadas.

Com base no Relatório Global sobre Emissões Antropogênicas de Gases de Efeito Estufa Não-CO₂ * ², as emissões de CH₄ provenientes de estações de tratamento de águas residuais (ETARs) deverão aumentar 3,5% (de 588,0 para 608,8 MtCO₂e) e as de _N₂O, 3% (de 96,8 para 99,8 MtCO₂e) entre 2025 e 2030. Dado que o potencial de aquecimento global (PAG) do N₂O é 273 vezes maior e o do CH₄ não fóssil é 27 vezes maior que o do CO₂ *³, e considerando que países em todo o mundo se comprometeram com metas de emissões líquidas zero, a medição precisa e em tempo real desses gases é crucial. O monitoramento em tempo real de  CH₄ e N₂O permite que os operadores otimizem o desempenho operacional, aprimorem a precisão dos relatórios corporativos e reduzam o custo dos créditos de carbono.

A metodologia internacional para quantificar as emissões é estabelecida pelas Diretrizes do IPCC* ² nos métodos de Nível 1, Nível 2 e Nível 3. Os fatores de emissão padrão usados nos Níveis 1 e 2, estabelecidos pelo IPCC, podem subestimar ou superestimar substancialmente as emissões reais de GEE, dificultando a otimização do tratamento de águas residuais e a elaboração de relatórios precisos. Para alcançar uma estimativa mais precisa das emissões de GEE, os países com metodologias avançadas e dados confiáveis seguem o Nível 3, utilizando métodos específicos para cada país* ^2. Como resultado, muitas universidades e estações de tratamento de águas residuais em países desenvolvidos estão atualmente envolvidas em pesquisas, campanhas de medição e na formulação de diretrizes nacionais de medição e métodos específicos para cada país.

Um dos principais desafios enfrentados pelos operadores é a medição precisa das emissões de  N₂O e CH₄. Mesmo com a instalação de um analisador em tempo real no local, a umidade e os gases coexistentes presentes na amostra podem causar interferência cruzada com o CH ₄ e o N₂O, afetando a precisão. Somente superando esse desafio por meio da seleção criteriosa de instrumentos será possível alcançar um monitoramento preciso e em tempo real de CH₄ e N₂, O contribuindo para a otimização do tratamento e o desenvolvimento de estratégias eficazes de redução das emissões de gases de efeito estufa em estações de tratamento de águas residuais.

^{*1 Aprimoramentos de 2019 às Diretrizes do IPCC de 2006 para Inventários Nacionais de Gases de Efeito Estufa, Capítulo 6: Tratamento e Descarga de Esgoto
*2 Emissões Globais Antropogênicas de Gases de Efeito Estufa Não-_CO₂: 1990-2030 (Revisado em Dez. 2012) Escritório de Programas Atmosféricos, Divisão de Mudanças Climáticas, Agência de Proteção Ambiental dos EUA
*3 Valores do potencial de aquecimento global do Sexto Relatório de Avaliação do IPCC, 2020 (AR6)
(IPCC: Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas)}